La robotique est l’un des piliers critiques de l’automatisation. En la combinant avec un système de vision utilisant l’intelligence artificielle (IA), elle peut atteindre un niveau supérieur d’autonomie. La mise en œuvre de l’automatisation robotique dans le domaine de la santé contribue à réduire le nombre d‘erreurs médicales et améliore les capacités de diagnostique.
La robotique est l’un des piliers critiques de l’automatisation. En la combinant avec un système de vision utilisant l’intelligence artificielle (IA), elle peut atteindre un niveau supérieur d’autonomie. La mise en œuvre de l’automatisation robotique dans le domaine de la santé contribue à réduire le nombre d‘erreurs médicales et améliore les capacités de diagnostique.
Le secteur de la santé est témoin de l’utilisation croissante des robots médicaux. En effet, ces derniers aident les professionnels de soins à livrer de meilleures performances et à fournir une prise en charge des patients plus complète. Avec l’avancée de l’IA, les robots médicaux autonomes sont étudiés plus en profondeur et pourraient bientôt devenir un membre régulier du personnel de soins. La robotique permet de manipuler les outils médicaux avec une haute précision. Elle assiste les chirurgiens qui peuvent ainsi faire preuve d’une précision extrême lors de leurs opérations, car contrairement aux humains les robots ne ressentent pas la fatigue.
Comprendre la robotique utilisée dans le secteur médical
À chaque spécialité médicale, son robot attitré : il existe ainsi des robots chirurgicaux, urologiques, ainsi que des exosquelettes, pour n’en citer que quelques-uns. Ces robots sont flexibles et peuvent être programmés pour réaliser une grande variété de tâches. Dans l’ensemble, le secteur médical utilise les types de robots suivants :
Robots chirurgicaux
Les chirurgies, surtout celles qui impliquent des organes vitaux tels que le cerveau, le cœur, le foie et les poumons, requièrent de manipuler minutieusement des instruments tranchants. Les robots chirurgicaux ont donc été conçus pour réaliser des chirurgies minimalement invasives. En effet, ils permettent de manipuler les instruments chirurgicaux avec une précision impossible à atteindre naturellement au sein d’une petite salle d’opération. Comme aucune erreur ne peut être tolérée durant leur utilisation, les robots de ce type doivent être scrupuleusement testés. Le Da Vinci System est l’un de ces robots chirurgicaux. Spécialisé dans les chirurgies générales, il peut effectuer une myriade de procédures chirurgicales urologiques, bariatriques et gynécologiques.
Exosquelettes
Après la chirurgie vient le rétablissement, qui peut également être accéléré à l’aide de robots agissant comme un ensemble extérieur d’os et de muscles. Ces robots transforment les processus de rétablissement requérant une thérapie physique intense et permettent d’entraîner le corps à se déplacer à nouveau normalement. Les exosquelettes aident physiquement les patients et augmentent leur confiance, ce qui accélère leur rétablissement.
Robots sanitaires
Dans les établissements de santé tels que les hôpitaux, l’assainissement et la propreté jouent un rôle critique. Avec le début de la pandémie de Covid-19, de nombreux pays ont tiré parti des technologies existantes, telles que la robotique et l’IA, afin de lutter contre la propagation du virus. Les robots d’assainissement proposant une désinfection aux ultraviolets ont été déployés dans de nombreux établissements en quarantaine, car ils peuvent facilement être automatisés avec des capteurs visuels. En conséquence, le marché du robot d’assainissement constitue l’un des secteurs à la croissance la plus rapide dans le domaine de la robotique.
Comment les capteurs visuels aident les robots à observer le monde
La plupart des robots médicaux actuels sont contrôlés de façon manuelle ou assistent simplement les chirurgiens dans leurs opérations. Ces robots agissent à l’aveuglette en fonction du programme configuré et ne sont pas conscients de l’environnement qui les entoure. Désormais, avec l’arrivée de l’Industrie 4.0, la vision robotique intègre peu à peu la plupart des systèmes robotiques et introduit de nouveaux niveaux de précision et d’exactitude dans les processus automatisés intelligents.
Plusieurs systèmes d’imagerie médicale sont disponibles, tels que l’imagerie nucléaire, gamma, bêta et par fluorescence, et sont essentiellement utilisés pour les diagnostiques. Par ailleurs, le domaine de l’imagerie moléculaire joue un rôle majeur pour équiper les robots d’une vision. Plus simplement, l’imagerie moléculaire se définit comme « la capacité à visualiser et mesurer de manière quantitative la fonction des processus biologiques et cellulaires d’un organisme vivant ». Actuellement, l’imagerie moléculaire est effectuée à l’aide de techniques utilisant notamment les caméras SPECT et PET. Ces techniques sont la première étape vers des scans autonomes initialement réalisés par les robots chirurgicaux. Ces images sont envoyées vers un système basé sur l’IA pour réaliser une segmentation autonome des organes à risque. Les résultats de l’imagerie moléculaire peuvent être combinés aux CT-scans ou IRM pour affiner les résultats de l’IA. Le résultat final est alors utilisé pour réaliser des chirurgies guidées par l’image, principalement avec l’aide de la robotique.
Dans une étude récente, un groupe de chirurgiens a réalisé une chirurgie entièrement autonome sur tissu mou avec un Smart Tissue Autonomous Robot (STAR). Le robot a pu réaliser une procédure dénommée « anastomose intestinale », lors de laquelle l’intestin est recousu après une résection. Le STAR est équipé d’un système de vision 3D utilisant un marquage fluorescent dans le proche infrarouge, des capteurs de force et des instruments chirurgicaux actionnés. Grâce aux données de détection, le robot suit son propre plan et modifie son trajet de manière dynamique à mesure que les tissus bougent.
L’étude affirme que les résultats des procédures automatisées étaient supérieurs à ceux des procédures réalisées par des chirurgiens experts. La percée de la chirurgie robotique prouve que les robots médicaux autonomes ne sont plus un rêve lointain et que leur utilisation pourrait se généraliser dans le cadre de chirurgies.
Surveillance sans contact des constantes avec l’imagerie radar 4D
Quelle que soit la pathologie, la phase de diagnostique constitue toujours la première étape qui déterminera le traitement du patient. Les constantes comme le rythme cardiaque, la fréquence respiratoire et la température sont enregistrées et analysées comme des symptômes éventuels. Vayyar, une entreprise basée en Israël, a développé un capteur d’imagerie radar 4D qui peut réaliser un scan sans contact de ces constantes. En combinant les données du capteur avec l’IA, le système peut détecter les stades précoces des symptômes du Covid-19. Ce type de système peut être intégré à un robot pour réaliser un suivi rapide sans contact des patients en analysant les données en périphérie.
L’avenir des robots médicaux autonomes
Avec la croissance exponentielle de l’IA, les technologies de chirurgie de haute précision se rapprochent toujours plus de l’autonomie complète. À l’heure actuelle, plusieurs chirurgies, telles que les remplacements orthopédiques du genoux, les chirurgies oculaires au laser et les procédures de greffe capillaire, incorporent déjà des machines intelligentes. Ces machines réalisent leurs tâches de manière autonome et sont largement utilisées. La principale raison de leur vaste succès est la nature figée des cibles, car la tête et les os peuvent être sécurisés dans une position particulière, tandis que les chirurgies sur tissus mous sont plus difficiles à exécuter. La division recherche et développement a donc encore beaucoup à explorer dans le domaine des technologies capables de suivre et de gérer les tissus en mouvement continu.
Finalement, et plus généralement, les robots médicaux entièrement autonomes sont encore loin d’être commercialisés. Les technologies actuelles requièrent toujours la collaboration des humains et ne sont pas développées au point d’assurer une sécurité à toute épreuve. Nous devrons sans doute attendre encore quelques années avant l’apparition d’un robot médical entièrement automatisé.